如何使 libreadline 或 libedit 应对 SIGALRM？

Question

我正在编写一个 Linux 与一些自定义硬件交互的程序通过 GPIO 线。它使用一个计时器定期传送 SIGALRM 为了管理这些交互的时间，并且有相当在信号处理程序中执行的一些工作。该计划提供了一个命令行界面，我很想有行编辑 libreadline 提供的便利。不幸的是，它似乎 libreadline 不能很好地处理那些周期性信号。我也试过 libedit (a.k.a. “editline”) 的 readline 兼容模式，与运气不好。

有没有一种简单的方法可以在程序中具有 readline 功能收到大量 SIGALRM 信号？

症状

使用libreadline时，如果定时器是运行，一些字符输入的内容随机回显两次。例如，键入“help”可能会导致在终端上显示的“帮助”中。问题只是显而易见的在回声中：程序确实收到了键入的单词（即“帮助”）。

在readline兼容模式下使用libedit时，如果定时器是运行, readline() returns NULL 每当被 SIGALRM信号。

当计时器停止时，一切都按预期工作，两者都 libreadline 和 libedit。

环境

Ubuntu 20.04 带有最新的 apt 包 libreadline-dev（版本 8.0-4) 和 libedit-dev (3.1-20191231-1)。该程序最终将部署在 Raspberry Pi 运行 Raspberry Pi OS.

示例代码

这是对最小（大概）、可重现示例的尝试：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#ifdef USE_LIBEDIT
# include <editline/readline.h>
#else
# include <readline/readline.h>
#endif

#define PERIOD_US  1000  // 1.0 ms
#define DELAY_NS 700000  // 0.7 ms

/* Timer settings. */
const struct itimerval interval_off = {
    .it_value    = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 0 },
    .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 0 }
};
const struct itimerval interval_1ms = {
    .it_value    = { .tv_sec = 0, .tv_usec = PERIOD_US },
    .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = PERIOD_US }
};

static void sigalrm_callback(int signum)
{
    (void) signum;

    // Simulate work by busy-wating for DELAY_NS.
    struct timespec end, now;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);
    end.tv_nsec += DELAY_NS;
    end.tv_sec  += end.tv_nsec / 1000000000;
    end.tv_nsec %= 1000000000;
    do
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
    while (now.tv_sec < end.tv_sec
            || (now.tv_sec == end.tv_sec && now.tv_nsec < end.tv_nsec));
}

static int should_quit = 0;

/* Interpret and free line. */
void interpret(char *line)
{
    if (!line) {
        printf("Got NULL line\n");
    } else if (line[0] == '[=10=]') {
        /* Ignore empty line. */
    } else if (strcmp(line, "help") == 0) {
        puts("help    print this help\n"
             "start   start the interval timer at 1 kHz\n"
             "stop    stop the interval timer\n"
             "quit    end the program");
    } else if (strcmp(line, "start") == 0) {
        setitimer(ITIMER_REAL, &interval_1ms, NULL);
        printf("Periodic timer started.\n");
    } else if (strcmp(line, "stop") == 0) {
        setitimer(ITIMER_REAL, &interval_off, NULL);
        printf("Periodic timer stopped.\n");
    } else if (strcmp(line, "quit") == 0) {
        should_quit = 1;
    } else {
        printf("Unknown command \"%s\".\n", line);
    }
    free(line);
}

int main(void)
{
    /* Catch SIGALRM. */
    struct sigaction action;
    action.sa_handler = sigalrm_callback;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

    /* Process commands. */
    while (!should_quit) {
        char *line = readline("> ");
        interpret(line);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

使用

编译

gcc -O2 readline-alrm.c -lreadline -o readline-alrm

或

gcc -O2 -DUSE_LIBEDIT readline-alrm.c -ledit -o readline-alrm

编辑：我把命令解释器移出了main()。

Answer 1

我找到了解决办法。这个问题可以通过使用异步来解决 readline 的“备用”接口。在示例程序中问题，将 main() 替换为：

#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/select.h>

int main(void)
{
    /* Catch SIGALRM. */
    struct sigaction action;
    action.sa_handler = sigalrm_callback;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

    /* Process commands. */
    rl_callback_handler_install("> ", interpret);
    while (!should_quit) {
        fd_set fds;
        FD_ZERO(&fds);
        FD_SET(STDIN_FILENO, &fds);
        int ret = select(STDIN_FILENO + 1, &fds, NULL, NULL, NULL);
#ifdef FIX_BUG
        /* Restart on interrupted system call. */
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
                continue;
#endif
        if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &fds))
            rl_callback_read_char();
    }
    putchar('\n');
    rl_callback_handler_remove();

    return EXIT_SUCCESS;
}

请注意，只有在定义了宏 FIX_BUG 时，问题才会得到解决。

这是我对问题的理解。 select()中断时通过信号，它 returns -1 和 errno 设置为 EINTR。当这个发生了，大多数时候文件描述符集 fds 结果是空的。然而，在某些情况下，select() 将 STDIN_FILENO 留在 fds 内。在这种情况下，程序应该 而不是 尝试处理它的输入。如果我们打电话给 rl_callback_read_char() 尽管 select() 已经返回 -1，然后我们有双重回声问题。

我想知道这是否是 readline() 实现中的错误。也许它是在这个异步接口之上实现的，但它失败了检查 select()?

返回的值

如何使 libreadline 或 libedit 应对 SIGALRM？

How to make libreadline or libedit cope with SIGALRM?

c

linux

signals

libreadline

editline

症状

环境

示例代码